Характер кинематической траектории определяет так называемые потребные кинематические перегрузки ракеты nк, т.е. перегрузки, которыми должна обладать ракета для полета по этой траектории. Для наведения ракеты на цель с допустимыми ошибками в каждой плоскости управления должно выполняться следующее условие:
nрасп = nк + nфл + nw + nт, (1.12)
где nрасп – располагаемая перегрузка ракеты;
nк – потребная перегрузка ракеты для движения по кинематической траектории;
nфл – запас нормальных перегрузок ракеты для отработки случайных (флуктуационных) ошибок;
nw – перегрузка, необходимая для отработки изменения угловой скорости линии ракета-цель за счет продольного ускорения ракеты (при методах самонаведения);
nт – перегрузка, необходимая для компенсации силы тяжести ракеты.
Сравнивая потребные перегрузки с располагаемыми, можно оценить возможность полета ракеты по требуемой траектории для встречи ракеты с целью в данных условиях стрельбы.
Если метод наведения приводит к возрастанию кривизны кинематической траектории ракеты по мере ее приближения к цели, то для обеспечения заданных боевых возможностей ЗРК требуется создание более маневренной ракеты, что приведет к возрастанию ее габаритов и массы. Кроме того, кривизна кинематической траектории в районе точки встречи влияет на величину ошибок наведения ракеты на цель. Следовательно, уменьшение кривизны кинематической траектории по мере приближения ракеты к цели - одно из существенных требований к методу наведения. Спрямление кинематической траектории приводит также к уменьшению потребной дальности полета и полетного времени ракеты до цели.
2. Метод наведения должен обеспечивать встречу ракеты с целью во всем заданном диапазоне скоростей, высот и курсовых параметров ее движения.
Уничтожение воздушных целей ЗУР предусматривается в первую очередь при стрельбе навстречу. Однако в ходе отражения воздушного налета не исключены случаи обстрела цели вдогон. Поэтому выбор метода наведения должен учитывать возможный диапазон изменения координат и параметров движения цели, а также случаи стрельбы вдогон.
3. Метод наведения должен обеспечивать требуемую точность сближения ракеты с целью в различных условиях стрельбы. Маневр цели не должен приводить к существенному снижению точности наведения ракеты на цель. Для учета условий стрельбы (стрельба по целям низколетящим или высотным, малоскоростным или скоростным, вдогон или навстречу) метод наведения должен обладать некоторой степенью "гибкости", т.е. допускать "оптимизацию" кинематической траектории за счет изменения некоторого управляемого параметра в уравнениях связи.
4. Метод наведения должен быть достаточно простым в смысле его приборной реализации. Однако это требование всегда подчинено тактическим требованиям.
Метод самонаведения определяет требуемое направление вектора скорости ракеты относительно линии ракета-цель. По характеру связи все методы самонаведения являются двухточечными и их можно разделить на две подгруппы:
методы с фиксированным положением требуемого направления вектора скорости относительно линии ракета-цель;
методы с изменяющимся положением требуемого направления вектора скорости относительно линии ракета-цель.
К методам с фиксированным положением требуемого направления вектора скорости относительно линии ракета-цель относятся: метод прямого наведения, метод прямого наведения с постоянным углом упреждения, метод погони и метод погони с постоянным углом упреждения.
Метод прямого наведения – это метод, при котором в процессе движения ракеты к цели выполняется условие: продольная ось ракеты постоянно направлена на цель. Это условие требует равенства угла тангажа ракеты углу наклона линии ракета-цель л (рис. 1.7):
= л . (1.13)
Откуда следует, что параметром рассогласования (ошибкой наведения) является угол = л - .
Рис. 1.7. Взаимное положение ракеты и цели в вертикальной плоскости
Метод прямого наведения с постоянным углом упреждения требует постоянного упреждения продольной осью ракеты линии ракета-цель:
= 0 , (1.14)
где – текущее значение угла между продольной осью ракеты и линией ракета-цель;
0 – заданный угол упреждения, откуда следует, что параметром рассогласования в этом методе является угол = 0 - .
Метод погони (чистого преследования) – метод наведения, при котором в процессе полета ракеты вектор ее скорости совпадает с линией ракета-цель, т.е.
= л . (1.15)
Параметром рассогласования в этом методе является угол = = л, где – угол наклона вектора скорости ракеты.
Метод погони с постоянным углом упреждения требует такого движения ракеты, при котором вектор ее скорости упреждает линию ракета-цель на заданный постоянный угол упреждения упр. Уравнение связи метода имеет вид упр = - л.
К методам с изменяющимся положением требуемого направления вектора скорости относительно линии ракета-цель относятся: метод параллельного сближения и метод пропорционального сближения.
Метод параллельного сближения – метод, при котором линия ракета-цель в процессе полета ракеты к цели перемещается параллельно первоначальному положению, т.е. угловая скорость линии ракета-цель должна быть равна нулю:
л = 0. (1.16)
Это один из упредительных методов, в котором угол упреждения равен
упр = arcsin [(Vц : V) sinц], (1.17)
где ц – угол между вектором Vц и линией ракета-цель.
Методом пропорционального сближения называется метод наведения, при котором в течение всего времени полета ракеты к цели угловая скорость поворота вектора скорости ракеты остается пропорциональной угловой скорости линии ракета-цель л:
= kл, (1.18)
где k – коэффициент пропорциональности (навигационная постоянная).
Сущность метода заключается в том, что для обеспечения встречи ракеты с целью в упрежденной точке необходимо свести к нулю угловую скорость вращения линии ракета-цель Невыполнение условия (1.18) приводит к возникновению параметра рассогласования вида = kл - .